U vrijeme kada vodeni resursi postaju sve oskudniji, a zahtjevi za kvalitetom vode stalno se povećavaju, tehnologija reverzne osmoze (RO) postala je jedna od temeljnih tehnologija u području obrade vode svojim učinkovitim performansama razdvajanja. Kao ključna komponenta u sustavu reverzne osmoze kako bi se osigurala glatko prikupljanje i transport proizvedene vode, performanse nosača RO membrane prožimaju nosač izravno utječe na radnu učinkovitost, proizvedenu kvalitetu vode i radni vijek cijelog sustava.
1. Osnovno znanje o RO membranski element prožimanja nosač
1.1 Definicija i funkcija
RO membranski element proizveo nosač vode strukturna je komponenta unutar elementa membrane reverzne osmoze koja se koristi za prikupljanje i prijenos čiste vode (proizvedena voda) koja prolazi kroz RO membranu. Njegova je glavna funkcija usmjeriti proizvedenu vodu odvojenu RO membranom od unutrašnjosti membranskog elementa do sigurnosnog i učinkovitog izlaza sustava, a istovremeno izbjegavanje miješanja proizvedene vode s ulaznom vodom i koncentriranom vodom kako bi se osigurala čistoća proizvedene kvalitete vode. Iz mikroskopske perspektive, nosač vode je poput preciznog "zapovjednika plovnog puta" koji planira uredni put protoka molekula vode; Iz makroskopske perspektive, važna je prepreka za održavanje stabilnog rada sustava reverzne osmoze i osigurati kvalitetu proizvedene vode.
1.2 Status u sustavu reverzne osmoze
Sustav reverzne osmoze uglavnom je sastavljen od RO membranskih elemenata, tlačnih posuda, sustava za uvodnu vodu, upravljačkih sustava itd., A nosač vode za proizvodnju membrane jedna je od jezgrenih komponenti unutar elementa membrane. Ako se element RO membrane uspoređuje s "srcem" sustava reverzne osmoze, tada je nosač vode "krvna žila" koja povezuje srce i druge organe. To se ne odnosi samo na učinkovitost prikupljanja proizvedene vode, već također igra ključnu ulogu u izvedbi membranskog elementa. Visokokvalitetni nosači vode mogu smanjiti otpor protoka proizvedene vode i smanjiti radni tlak sustava, proširujući na taj način radni vijek trajanja membrane RO; Naprotiv, ako nosač vode nije dizajniran razumno ili loše kvalitete, može dovesti do neravnomjernog protoka vode i prekomjernog lokalnog tlaka, ubrzati zagađenje i oštećenje membranskog elementa, a zatim utjecati na operativnu stabilnost i ekonomsku učinkovitost cijelog sustava reverzne osmoze.
2. Tehnički principi Elementa membrane RO prožimaju nosač
2.1 Mehanizam za prijenos vode
Proces prijenosa vode nosača vode membrane membrane temelji se na principu mehanike tekućine. Kad sirova voda prođe kroz RO membranu pod pritiskom, molekule vode prodiru u membrane pore u vodeni kanal, a posebna struktura unutar nosača vode pruža put prijenosa za ove molekule vode. Uobičajeni nosači vode koriste mrežaste ili porozne strukture, a ti sitni kanali mogu učinkovito voditi protok vode. Na protok molekula vode u kanalu nosača vode utječu faktori poput veličine kanala, hrapavosti i zakrivljenosti. Na primjer, iako manja veličina kanala može povećati kontaktno područje između vode i nosača, što pomaže ravnomjerno prikupiti vodu, također će povećati otpor protoka vode; i pretjerano grubi unutarnji zid kanala uzrokovat će vrtložne struje u protoku vode, što utječe na stabilnost protoka vode. Da bi se postigao učinkovit prijenos, dizajn nosača vode mora biti optimiziran u smislu veličine kanala, oblika i hrapavosti unutarnje stijenke kako bi se osiguralo da se voda može brzo i glatko transportirati s unutrašnjosti membranskog elementa u izlaz.
2.2 Sinergija s RO membranskim elementima
Postoji bliska sinergistička veza između vodenog nosača Elementa membrane RO i RO membrane. RO membrana odgovorna je za presretanje nečistoća poput soli, organske tvari i mikroorganizama u sirovoj vodi, dok je vodeni nosač odgovoran za prikupljanje i transport vode koja prolazi kroz membranu RO na pravovremeno. Ova se sinergija ogleda u mnogim aspektima: s jedne strane, strukturni dizajn nosača vode mora uskladiti raspored RO membrane kako bi se osiguralo da se voda može ravnomjerno prikupiti. Na primjer, u elementu membrane Spiral Workirani RO, nosač vode obično je spiralno namotan oko središnje cijevi za prikupljanje vode i čvrsto se uklapa u membranu kako bi se osiguralo da voda proizvedena u svakom dijelu membrane može glatko ući u vodeni kanal; S druge strane, odabir materijala nosača vode trebao bi uzeti u obzir kemijsku kompatibilnost s RO membranom kako bi se izbjeglo oštećenje membrane RO zbog kemijskih reakcija između materijala. Karakteristike protoka nosača vode također će utjecati na hidrauličke uvjete na površini RO membrane. Razumni prijenos vode može smanjiti fenomen polarizacije koncentracije na površini membrane i poboljšati učinkovitost odvajanja i sposobnost protiv zagađenja RO membrane.
3. Strukturni dizajn i odabir materijala RO membranskog elementa prožimanja nosača
3.1 Uobičajeni strukturni tipovi
3.1.1 Nosač vode za ranjenu spiralu
Spiralno-vatreni RO membranski elementi su najčešće korišteni tipovi elemenata membrane. Njihovi nosači vode obično se sastoje od vodene mreže i središnje cijevi za prikupljanje vode. Vodičica je uglavnom izrađena od polipropilena, koji ima određenu poroznost i krutost. Može pružiti protočni kanal za proizvedenu vodu i igrati ulogu u podržavanju membrane. Oblik mrežice, veličina i raspored mreže vodiča imaju važan utjecaj na jednoliku raspodjelu i otpornost na protok proizvedene vode. Centralna cijev za prikupljanje vode konačna je točka sakupljanja proizvedene vode. Obično je izrađen od poroznog nehrđajućeg čelika ili polivinil klorida. Male rupe ravnomjerno raspoređene na njegovoj površini mogu brzo uvesti proizvedenu vodu prikupljenu pomoću vodilice u cijev i na kraju je prevesti u utičnicu sustava.
3.1.2 Nosač vode u šupljim vlaknima
Struktura nosača vode membranskog elementa šupljeg vlakana različita je od one od spiralno-vatrenog tipa. U elementima membrane šupljeg vlakana, veliki broj paketa membrane šuplje vlakna integriran je u tlačnu posudu, a nosač vode uglavnom je odgovoran za vođenje vode koju proizvodi membrana šupljeg vlakana iz unutarnje šupljine membrane do izlaza membrane elementa. Obično je jedan kraj membrane šupljeg vlakana zapečaćen, a drugi je kraj povezan s krajem sakupljanja vode, a voda teče izravno u sakupljanje vode završena kroz unutarnju šupljinu membrane. Kako bi se poboljšala učinkovitost prikupljanja vode, kraj sakupljanja vode često prihvaća poseban strukturni dizajn, poput porozne ploče ili šupljine za prikupljanje vode, kako bi se osiguralo da se voda koju proizvodi svaka membrana može brzo i ravnomjerno prikupiti.
3.2 Karakteristike i zahtjevi materijala
Izbor materijala vodenog nosača Elementa membranske membrane vrlo je važan, što izravno utječe na performanse i radni vijek vodenog nosača. Idealni materijal za nosač vode trebao bi imati sljedeće karakteristike:
Kemijska stabilnost: Može izdržati eroziju različitih kemijskih sredstava (poput antiskalanata i baktericida koji se obično koriste u sustavima reverzne osmoze), ne reagira kemijski s vodom i izbjegava zagađenje kvalitete vode u vodi. Uobičajeni materijali s dobrom kemijskom stabilnošću uključuju polipropilen, poliviniliden fluorid (PVDF) itd.
Mehanička čvrstoća: ima dovoljnu čvrstoću i krutost da izdrži određeni utjecaj tlaka i protoka vode tijekom rada sustava reverzne osmoze, a nije lako deformirati ili oštetiti. Na primjer, u sustavu reverzne osmoze visokog pritiska, nosač vode mora izdržati veći unutarnji tlak, tako da je mehanička čvrstoća materijala potrebna da bude veća.
Otpornost na onečišćenje mikroba: Budući da se mikroorganizmi lako uzgajaju tijekom rada sustava reverzne osmoze, materijal za nosač vode trebao bi imati određenu sposobnost da se odupire mikrobnom pričvršćivanju i reprodukciji kako bi se smanjio utjecaj kontaminacije mikroba na kvalitetu proizvodnje vode i rada sustava. Neki će materijali proći poseban tretman, poput dodavanja antibakterijskih sredstava ili površinske modifikacije, kako bi se poboljšala njihova otpornost na onečišćenje mikroba.
Temperaturni otpor: Može se prilagoditi različitim rasponima radne temperature sustava reverzne osmoze. Općenito govoreći, radna temperatura sustava reverzne osmoze iznosi između 5 ℃ i 45 ℃, a materijal za nosač vode mora održavati stabilne performanse unutar ovog temperaturnog raspona bez deformacije, omekšavanja ili zamljenja.
4. Scenariji primjene RO membranskog elementa prožimaju nosač
4.1 Polje za industrijsko pročišćavanje vode
U industrijskoj proizvodnji mnoge industrije imaju stroge zahtjeve za kvalitetu vode, a tehnologija reverzne osmoze i prijevoznici vode membrane.
Power Industry: Proizvodnja vode u kotlovima u toplinskim elektranama jedan je od važnih scenarija primjene nosača vode membrane. Da bi se spriječilo skaliranje kotla i korozija, voda je potrebna visoka čistoća kao dovodna voda. Nosači vode membranskog elementa mogu učinkovito prikupljati i prenositi vodu proizvedenu nakon tretmana reverznim osmozom, osigurati kotlove izvore vode koji udovoljavaju zahtjevima kvalitete vode, osiguravaju siguran i stabilan rad kotlova i poboljšati učinkovitost proizvodnje električne energije.
Elektronička industrija: Zahtjevi za kvalitetom vode u proizvodnom procesu elektroničkih čipsa izuzetno su visoki, a potrebna je ultrapurna voda. Kao ključna veza u pripremi ultračiste vode, performanse vodenog nosača sustava reverzne osmoze izravno utječu na kvalitetu i stabilnost vode. Visokokvalitetni nosači vode mogu osigurati nizak sadržaj nečistoće i visoku čistoću proizvedene vode, udovoljiti strogim zahtjevima proizvodnje elektroničkog čipa za kvalitetu vode i osigurati kvalitetu i prinos proizvoda.
Kemijska industrija: U kemijskoj proizvodnji mnoge kemijske reakcije zahtijevaju uporabu čiste vode kao otapala ili reakcijskog medija. U sustavu za obradu vode u kemijskoj industriji, nosač vode membranskog elemenata RO može stabilno prenijeti vodu proizvedenu nakon tretmana reverznom osmozom na svaku proizvodnu vezu, pružajući pouzdano jamstvo izvora vode za kemijsku proizvodnju, istovremeno smanjujući kvarove opreme i fluktuacije kvalitete proizvoda uzrokovanih problemima s kvalitetom vode.
4.2 Civilna i komercijalna polja za pročišćavanje vode
Poboljšanjem životnog standarda ljudi, pažnja na kvalitetu pitke vode i dalje raste, a tehnologija reverzne osmoze i nosači vode za proizvodnju elemenata RO membrane također se široko koriste u civilnoj i komercijalnoj opremi za pročišćavanje vode.
Pročišćivač vode u kućanstvu: Pročišćači vode za reverznu osmozu kućanstva uklanjaju štetne tvari u vodi kroz elemente RO membrane, a nosač vode sakuplja i transportira pročišćenu vodu u slavinu kako bi osigurao sigurnu i zdravu pitku vodu za obitelji. Dizajn nosača vode mora razmotriti minijaturizaciju, lakoću i kompatibilnost s ukupnom strukturom pročišćivača vode u kućanstvu, istovremeno osiguravajući higijenu i sigurnost vode.
Komercijalna oprema za pročišćavanje vode: Na javnim mjestima kao što su škole, bolnice i uredske zgrade, komercijalna oprema za pročišćavanje vode pruža pitku vodu za veliki broj ljudi. Ovi uređaji obično trebaju obraditi veliku količinu vode i zahtijevaju veće mogućnosti prikupljanja vode i prijenosa prijenosa vodenih nosača Elementa RO membrane. Osim toga, ključna je i operativna stabilnost i održavanje opreme za komercijalnu pročišćavanje vode. Strukturni dizajn i odabir nosača vode moraju u potpunosti razmotriti ove čimbenike kako bi se smanjili troškovi održavanja i zastoji opreme.
4.3 Polje za desalinizaciju morske vode
Desalinizacija morske vode jedan je od važnih načina za rješavanje nedostatka slatkovodnih resursa. Tehnologija desalinizacije morske vode reverzne osmoze postala je glavna metoda desalinizacije morske vode zbog velike učinkovitosti i uštede energije. U sustavu za desalinizaciju morske vode, nosač vode membranskog elemenata RO suočen je s teškim radnim okruženjem i treba izdržati koroziju morske vode visoke salinosti i pritiska uzrokovan radom visokog tlaka. Stoga, nosač vode koji se koristi za desalinizaciju morske vode posvećuje više pozornosti na otpornost na koroziju i visoku čvrstoću u odabiru materijala i konstrukcijskom dizajnu. Na primjer, poseban materijal legure otporan na koroziju koristi se za izradu središnje cijevi za prikupljanje vode, a površinski antikorozijski tretman diverzijske mreže provodi se kako bi se osiguralo da nosač vode može dugo djelovati u sustavu za desalinizaciju morske vode i učinkovito prikupljati i prenositi desaliniranu slatku vodu.
5. Trend razvoja Elementa membrane RO prožimajući nosač
5.1 Strukturna optimizacija i inovacija
Ubuduće će se struktura nosača vode membranskih elemenata razviti u optimiziranijim i inovativnijim smjerom. Kroz tehnologiju simulacije dinamike tekućine (CFD), precizno se analizira raspodjela protoka vode unutar nosača vode, tako da dizajnira razumniji oblik i veličinu kanala, dodatno smanjite otpornost na proizvodnju vode i poboljšavaju ujednačenost proizvodnje vode. Na primjer, razvijte nosače vode s bionskim strukturama kako biste oponašali učinkovite strukture prijenosa tekućine u prirodi, poput biljnih vena ili krvnih žila za životinje, kako biste postigli učinkovitiji prijenos proizvodnje vode. Modularni i integrirani dizajn nosača vode također će postati trend, koji je prikladan za ugradnju, održavanje i zamjenu te poboljšati ukupne performanse i pouzdanost sustava reverzne osmoze.
5.2 Istraživanje i primjena novih materijala
S kontinuiranim razvojem znanosti o materijalima, novi materijali će se postupno primjenjivati na nosače vodenih elemenata RO membrane. Očekuje se da će materijali s posebnim svojstvima poput nanomaterijala i pametnih materijala postati novi izbor za prijevoznike vode. Na primjer, nanokompoziti imaju izvrsna mehanička svojstva, kemijska stabilnost i svojstva protiv zagađenja, koja mogu učinkovito poboljšati radni vijek i sposobnost zagašenja nosača vode; Inteligentni materijali mogu automatski prilagoditi vlastite performanse u skladu s promjenama u okolišnim uvjetima. Na primjer, materijali koji reagiraju na temperaturu mogu promijeniti površinska svojstva pri različitim temperaturama, smanjiti pričvršćivanje mikroba i smanjiti rizik od onečišćenja nosača vode. Pored toga, istraživanje i razvoj degradirajućih materijala također će postati vruća tema za rješavanje problema zagađenja okoliša uzrokovanih napuštanjem tradicionalnih nosača vode.
5.3 Inteligentno i automatizirano praćenje
Kako bi se bolje osiguralo rad sustava reverzne osmoze, nosač vode membrane RO razvit će se u smjeru inteligentnog i automatiziranog praćenja. Ugradnjom senzora na nosač vode, može se provesti praćenje protoka vode u stvarnom vremenu, tlaka, temperature i drugih parametara kako bi se pravodobno otkrilo nenormalne uvjete nosača vode, poput blokade i curenja. U kombinaciji s analizom velikih podataka i tehnologijom umjetne inteligencije, podaci o praćenju duboko se miniraju i analiziraju kako bi se predvidjeli promjene performansi i rizici neuspjeha od nosača vode, kako bi se postigla rano upozorenje i aktivno održavanje. Inteligentni nosač vode također se može povezati s upravljačkim sustavom sustava reverzne osmoze kako bi se automatski prilagodio parametre sustava u skladu s situacijom proizvodnje vode kako bi se poboljšala operativna učinkovitost i voda sustava.
Copyright © Zhejiang Herovo New Materials Co., Ltd. Proizvođači tekstilnih tkanina za osnovno pletenje po narudžbi
www.herovo.com
